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浅谈物联网技术

木马童年 2019-6-10 04:00 34 0

  摘 要 随着科学技术的发展,物联网技术逐步应用到各个领域中,其已成为继计算机、互联网和移动通信之后人类所关注的科技发展热点之一。本文从物联网的概念出发介绍物联网的体系结构和关键技术。 中国论文网 http ...

  摘 要 随着科学技术的发展,物联网技术逐步应用到各个领域中,其已成为继计算机、互联网和移动通信之后人类所关注的科技发展热点之一。本文从物联网的概念出发介绍物联网的体系结构和关键技术。 中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-6746587.htm  关键词 物联网 RFID 传感器技术

中图分类号:TP393 文献标识码:A

物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是:通过射频识别(RFID)、无线传感器网络、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

物联网这个概念,在中国早在1999年就提出来了。不过,当时不叫“物联网”而叫传感网罢了。中科院早在1999年就启动了传感网的研究和开发。与其它国家相比,我国的技术研发水平处于世界前列。2005年11月27日,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。2010年全国高等院校物联网专业学科建设研讨会,物联网专业作为一个全新学科,受到各高校的高度重视。

物联网典型体系架构分为3层,自下而上分别是感知层、网络层和应用层。感知层实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中关键技术、标准化、产业化方面亟需突破的部分,关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本问题。网络层主要以广泛覆盖的移动通信网络作为基础设施,是物联网中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分,关键在于为物联网应用特征进行优化改造,形成系统感知的网络。应用层提供丰富的应用,将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化的应用解决方案,关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障及有效商业模式的开发。

物联网体系主要由运营支撑系统、传感网络系统、业务应用系统、无线通信网系统等组成。

通过传感网络,可以采集所需的信息,顾客在实践中可运用RFID读写器与相关的传感器等采集其所需的数据信息,当网关终端进行汇聚后,可通过无线网络运程将其顺利地传输至指定的应用系统中。此外,传感器还可以运用ZigBee与蓝牙等技术实现与传感器网关有效通信的目的。

运用传感器网关可以实现信息的汇聚,同时可运用通信网络技术使信息可以远距离传输,并顺利到达指定的应用系统中。

M2M平台具有一定的鉴权功能,因此可以为顾客提供必要的终端管理服务,同时,对于不同的接入方式,其都可顺利接入M2M平台,因此可以更顺利、更方便地进行数据传输。此外,M2M平台还具备一定的管理功能,其介意对用户鉴权、数据路由等进行有效地管理。而对于BOSS系统,其由于具备较强的计费管理功能,因此在物联网业务中得到广泛的应用。

业务应用系统主要提供必要的应用服务,包括智能家居服务,一卡通服务,水质监控服务等,所服务的对象,不仅仅为个人用户,也可以为行业用户或家庭用户。

在物联网应用中有三项关键技术:

(1)传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。信息采集是物联网的基础,而目前的信息采集主要是通过传感器、传感节点和电子标签等方式完成的。

(2)RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术。具体的工作原理如下:当装有电子标签的物体接近微波天线时,阅读器受控发出微波查询信号。安装在物体表面的电子标签收到经微波天线发出的查询信号后,根据查询信号中的命令要求,将标签中的数据信息反射回微波天线。微波天线接收到电子标签反射回的微波合成信号后,经阅读器内部微处理器处即可将电子标签中的识别代码等信息分离出来。这些识别信息作为物体的特征数据被传送到控制计算机作进一步处理,从而完成与物体有关的信息查询、统计、管理等应用。整个识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

RFID系统一般由阅读器、应答器(标签)和应用系统三部分组成,通过电波在响应媒介和询问媒介间传递信息。阅读器,一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读(有时还可以写入)设备,可设计为手持式或固定式;阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连,所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。应用系统,一般是由计算机支撑的有线或无线管理系统。

(3)嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。

本文讲述了物联网的概念,体系结构以及物联网的关键技术。目前物联网的发展正处起步阶段,仍然面临技术完备性不足、产品成熟度低、成本偏高等诸多制约因素,但目前良好的外部环境,将有利于这些问题的解决。相信在不久的将来我们一定会看到一个充满生机与活力的物联网。

参考文献

[1] 甘勇,吉星.RFID中间件关键技术研究[J].电子技术应用,2007,33(9).

[2] 蒋亚军.基于EPC的物联网研究综述.广东通信技术 2005,25(8).

[3] 李卢一.物联网在教育中的应用.现代教育技术.2010.

[4] 马宇健.基于电子标签的签名系统设计与实现.北京:北方工业大学,2009.

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